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《兰州大学》 2011年
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顺层岩质边坡地震动力响应和稳定性研究

张森  
【摘要】:地震对边坡造成的破坏影响巨大,顺层岩质边坡由于其结构的特殊性,在地震时更易发生变形破坏。但是目前关于地震作用下岩质边坡动力反应的研究尚少,仅有的研究局限于理想均质概化模型,鲜有地震作用下顺层岩质边坡动力响应研究的报道。至于地震作用下顺层岩质边坡的变形破坏机理研究尚属空白。 本文在对地震荷载作用下岩体力学特性研究的基础上,首先对地震载荷下岩体的受力状态进行分析。通过对岩体在静力、横向地震、横竖双向地震三种工况下的受力研究,分析了边坡在地震作用下拉破坏和剪破坏的形成原因。由应力波在岩体中传播的研究发现,对岩质边坡而言,结构面对岩质边坡的动力特性起控制作用,揭示了含结构面的岩质边坡易于发生破坏的内在原因。 利用FLAC2D有限差分软件建立了一个顺层岩质边坡动力分析模型,根据模型在各工况下的动力响应具有相似规律的特点,首先研究了边坡在横向地震作用下的动力响应。然后通过分析不同波型、振幅、频谱、持时下边坡的动力行为,深入研究了地震动参数对边坡动力响应的影响。 基于强度折减法,提出一种地震边坡稳定性分析方法—相对位移法,即:根据监测关键点相对监测基准点的位移时程曲线的变化趋势对边坡的稳定性进行判断。并对云南某二级公路边坡进行建模,利用数值模拟方法,对其在不同地震载荷下的变形及稳定性综合分析,验证了所提出的地震边坡稳定性分析方法的正确性。 根据顺层岩质边坡动力破坏机制,通过加固前后边坡的动力变形行为的对比及锚杆轴力时程分析,得出锚杆因其能提高等效岩土体物理力学参数、约束边坡的变形和限制剪应变的发展而具有良好的抗震效果的结论。根据现场检测数据验证了锚杆在地震作用下的动力行为,指出了岩质边坡锚固体系中最薄弱环节,对锚杆支护边坡的抗震设计有借鉴意义。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU457

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